Masterarbeit

Die Bipolarplatte ist eine der Kernkomponenten in PEM-Brennstoffzellen. Neben der möglichst homogenen Verteilung der Reaktionsgase, gehört der Abtransport der entstehenden Prozesswärme und die elektrische Kontaktierung der einzelnen Zellen zu den Hauptfunktionen der Bipolarplatte. Dementsprechend ist das konstruktive Design ausschlaggebend für die Gesamtleistung der Brennstoffzelle. In Abhängigkeit des Designs stellen sich im stationären und dynamischen Betrieb unterschiedliche Druck-, Temperatur und Feuchtigkeitsgradienten ein. Nun soll eine Testzelle entwickelt werden, die die Zustände in automobilen Brennstoffzellen-Stacks darstellen kann.

Aufgabe:

Im Rahmen dieser Masterarbeit soll ein Konzept zum Wärmemanagement für eine Testzelle entwickelt werden, womit beliebige Temperaturgradienten im Brennstoffzellenbetrieb eingestellt werden können.  Des Weiteren sollen die beschriebenen Gradienten analysiert und der Zusammenhang zwischen Design, Strömungsführung und Temperaturverteilung hergestellt werden. Dabei ist zunächst zu klären, welche Gradienten sich jeweils im stationären und im dynamischen Betrieb für das Referenzmodell einstellen. Anhand von Strömungssimulationen der Bipolarplatte sollen konstruktive Maßnahmen für die einzelnen Bereiche der Bipolarplatte abgeleitet werden, um die gewünschten Gradienten gezielt einstellen zu können.